Le spectre électromagnétique est constitué de la totalité de tous les rayonnements électromagnétiques. Composé de photons, tout ce qui se trouve dans le spectre électromagnétique est parfois appelé lumière, bien que le mot ne désigne parfois que la partie visible par l’homme du spectre électromagnétique.
Les photons ont certaines caractéristiques d’une particule et d’autres d’une onde. Par exemple, ils ont une longueur d’onde. La longueur d’onde d’un photon va de plusieurs fois plus petit qu’un diamètre atomique à la largeur de la terre. Tous les rayonnements faisant partie du spectre électromagnétique ont trois propriétés fondamentales : la fréquence ou la longueur d’onde, l’intensité et la polarisation. La dernière propriété, qui fait référence à l’angle de l’onde électromagnétique, ne peut pas être détectée par l’œil humain, bien que les abeilles puissent la percevoir.
Tout rayonnement électromagnétique se déplace à la vitesse de la lumière, bien qu’un matériau intermédiaire de la bonne composition puisse le refléter, le ralentir ou l’absorber. La principale source de rayonnement du spectre électromagnétique sur terre provient du soleil, bien que de nombreux processus puissent le créer, y compris diverses formes de vie phosphorescentes.
L’électromagnétisme peut être considéré comme une perturbation oscillante du champ électromagnétique. Le spectre électromagnétique est constitué de toutes les perturbations possibles. Nous ne pouvons en voir qu’une petite partie – la lumière avec une longueur d’onde comprise entre environ 400 nanomètres et environ 750 nanomètres. Sans surprise, c’est la longueur d’onde de la lumière qui se déverse en grande quantité du soleil, et nos systèmes visuels ont évolué pour la percevoir. L’acronyme ROYGBIV est parfois utilisé pour décrire les couleurs visibles par l’homme du spectre électromagnétique, par ordre de fréquence la plus basse à la fréquence la plus élevée : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet.
Le type de rayonnement électromagnétique dont la longueur d’onde est supérieure à celle de la couleur rouge est appelé infrarouge et est émis par tous les objets qui dégagent de la chaleur. L’infrarouge a une longueur d’onde d’environ 750 nanomètres jusqu’à un millimètre. Les infrarouges suivants sont les micro-ondes, avec une longueur d’onde comprise entre environ un millimètre et environ 30 centimètres (12 pouces). Ceux-ci sont utilisés dans un four à micro-ondes. Les ondes radio incluent tout ce qui a une longueur d’onde plus longue que les micro-ondes. Ceux-ci ont la plus grande capacité à pénétrer l’atmosphère terrestre et sont donc extrêmement importants pour la technologie des communications.
Le rayonnement électromagnétique avec des longueurs d’onde plus petites que la lumière visible comprend l’ultraviolet, suivi des rayons X, puis des rayons gamma. Les rayons gamma sont un type de rayon cosmique et peuvent avoir des énergies extrêmement élevées. Les rayons gamma peuvent avoir des énergies beaucoup plus élevées que tout ce qui est encore produit dans nos accélérateurs de particules, et leurs longueurs d’onde peuvent être aussi petites qu’une seule particule subatomique.